利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2023102682235
申请人: 重庆大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于智能融合终端的配电变压器经济运行控制方法,其特征在于,主要包括以下步骤:步骤1)在配电物联网“云管边端”的建设体系下,设计云边协同框架,建立基于MQTT协议的云边协同机制,该机制包含云端和边端两大部分,由云边协同机制支持进行云端与边端的部署,可以通过智能融合终端实现对配电变压器的多维监测和经济运行;

步骤1.1)基于MQTT协议的云边交互主要有以下内容:

步骤1.1.1)调用接口将终端的自定义数据上报给平台,平台将终端上报的消息转发给应用服务器或其他云服务上进行存储和处理;

步骤1.1.2)终端无法按照产品模型中定义的格式进行指令下发时,可使用接口下发自定义格式的数据给终端;

步骤1.1.3)终端按产品模型中定义的格式将属性数据上报给平台;

步骤1.1.4)终端向平台获取存储的数据,用户通过应用服务器或物联网控制台修改设备属性,终端上线时订阅该topic,可以获取到平台存储的数据,以此来同步终端属性值,从而完成终端属性值的修改;

步骤1.1.5)平台向终端下发终端控制命令,平台下发命令后,需要终端及时将命令的执行结果返回给平台,如果终端没回响应,平台会认为命令执行超时;

步骤2)构建由云边协同机制支持的云边协同控制模型,包含指标计算、预测、实时研判、控制策略和投切控制模块;

步骤2.1)指标计算模块:指标计算模块位于边端,接收配电变压器采集到的数据,对配电变压器的负载率、投切累计时间进行计算,同时计算配电变压器经济负载系数及最优运行区间并传输结果至云端;

步骤2.2)预测模块:为了确定变压器运行方式调整的最佳时机和减少运行方式的调整次数,将短期负荷预测引入变压器的运行分析,位于云端的预测模块接收到数据库发送的配电变压器运行数据后,对数据进行多步预测,为控制策略模块调整策略做出铺垫,通过短期负荷预测,再依据预测负荷曲线和变压器经济运行基本理论,判断对配电变压器开关采取何种动作,最终实现了配电变压器运行组合优化,预测数据为控制策略模块调整策略提供有力数据支撑,可以避免开关投切次数过多的问题;

步骤2.3)实时研判模块:通过接收边端计算结果与云端预测结果,实时研判模块判断配电变压器是否处于经济运行区间外,如符合要求,则进入控制策略模块;

步骤2.4)控制策略模块:控制模块根据边端计算的运行数据及云端预测模块的预测结果实时研判后的情况,选择合适的控制策略,下发投切方案至边端配电变压器投切控制模块;

步骤2.5)投切控制模块:根据控制策略模块的控制策略,对配电变压器开关进行控制;

步骤3)利用智能融合终端采集数据进行指标数据 、 、 、 、 、 的计算并上传云端根据公式,计算如下:视在功率 :

综合功率损耗 :

是空载综合功率损耗,PKZ是额定负载综合功率损耗, 是负载系数;

临界负载功率 :

两台配电变压器分列运行综合功率损耗 :

是配电变压器A空载综合功率损耗,PKZA是配电变压器A额定负载综合功率损耗,是配电变压器B空载综合功率损耗,PKZB是配电变压器B额定负载综合功率损耗;

步骤4)预测模块利用LSTM‑SVM模型,对后t个时间段配电变压器指标数据进行预测;

步骤4.1)云端对实时研判,控制策略模块选择合适的配电变压器运行方案,步骤如下:步骤4.1.1)判断两台配电变压器技术参数额定容量 、 大小情况;

步骤4.1.2)如相等,判断单台配电变压器负载功率是否大于配变A临界负载功率 ,若不是,选择方案一,配变A独立运行,累计时间达到 ,选择方案二,配变B独立运行;若是,选择方案三,配电变压器A、B分列运行,当两台配变叠加负载功率低于一台配变的临界负载功率,持续时间达到 ,调整为方案一;

步骤4.1.3)如配电变压器额定容量 ,判断叠加负载功率是否超过配电变压器A临界负载功率 ,如未超过,选择方案四,配变A独立运行;如超过,判断与配电变压器B临界负载功率 大小,如果小于配电变压器B临界负载功率 ,选择方案五,配电变压器B独立运行;如果大于配电变压器B临界负载功率 ,选择方案六,配电变压器A、B分列运行;

步骤4.1.4)如配电变压器额定容量 ,判断叠加负载功率是否超过配电变压器B临界负载功率 ,如未超过,选择方案七,配电变压器B独立运行;如果超过,判断是否大于配电变压器A临界负载功率 ,如小于,选择方案八,配电变压器A独立运行;如果大于配电变压器A临界负载功率 ,选择方案九,配电变压器A、B分列运行;

步骤4.2)根据预测结果自适应调整闭锁投切时间 ,步骤如下:

步骤4.2.1)智能融合终端上传指标数据至预测模块;

步骤4.2.2)模块中LSTM‑SVM模型对负载率数据进行多步预测,即第1,2,x,…,t个时刻,t≤4;

步骤4.2.3)判断母联开关是否闭锁,如是,判断后 个时刻是否存在负载大于临界负载功率情况并调整闭锁时间 ;如否,保持初始闭锁时间 不变;

步骤4.3)判断是否在投切闭锁时间 外,若在投切闭锁时间以外,判断重载越限持续时间是否 或轻载越限持续时间是否 ,利用越限持续时间计算越限次数 ,判断越限次数是否 ,开始检同期,时长为 秒,时长内检测到两侧电源满足电压幅值差极值0‑20V,相角差0‑5度,频率差0.1‑0.2赫兹,选择合适开关控制方案;

步骤5)根据开关控制方案,投切控制模块对高低压开关和母联开关进行投切。